甘肅省和政縣近53年氣候變化特征分析

趙月蘭　何臨平

摘要 [目的]研究和政縣近53年氣候變化特征。[方法]利用和政縣1961～2013年氣象資料，選取氣溫、降水及蒸發(fā)量作為研究對象，采用相關(guān)系數(shù)檢驗法、線性傾向估計法、5年滑動平均值法及年代際比較法，對和政縣近53年的氣候變化趨勢進行了分析。[結(jié)果]近53年和政縣平均氣溫隨時間變化呈明顯的上升趨勢，其中冬季增溫速率最大，夏季和秋季接近，春季最??；降水量呈總體持平略減少趨勢，其中春季和夏季降水量隨時間的線性變化趨勢不明顯，冬季呈增加趨勢，秋季呈減少趨勢，但增減幅度不大；蒸發(fā)量隨時間變化呈明顯的減少趨勢，其中春季和夏季蒸發(fā)量減少幅度較大，秋季和冬季減少幅度較小，年蒸發(fā)量的減少主要是由春季和夏季蒸發(fā)量減少造成的。[結(jié)論] 在氣溫明顯升高、降水量正常略少的情況下，蒸發(fā)量呈明顯的減少趨勢，干旱指數(shù)小幅下降，和政縣干濕狀況基本穩(wěn)定，氣候暖干化趨勢不明顯，氣候變暖對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響不大。

關(guān)鍵詞 和政縣；氣候；變化特征

中圖分類號 S162 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）13-03962-04

Abstract [Objective] To study and analyze the climatic changes of Hezheng County during the past 53 years. [Method] Drawing on the meteorological materials of Hezheng County from the past 53 years， and taking temperature， precipitation and evaporation as the subjects， this paper studied and analyzed the climatic changes of Hezheng County during the past 53 years by using the correlation coefficient test， linear tendency estimate method， 5 years moving average method and decadal comparison method. [Result] The average temperature rises obviously with time， and the rate shows highest in winters， lowest in springs and with the rest of them close to each other. Precipitations are stable generally， while decreases in autumns and rises in winters. Evaporation declines drastically with time go on， and changes obviously in springs and summers， with the yearly decrease resulted mainly from that of springs and autumns. [Conclusion] When temperature rises greatly， and precipitations under average level， evaporation declines dramatically， drought index declines. Therefore， the humid index in Hezheng County keep stable， the tendency of climatic warming and drying is not obvious， climatic warming affects industrial life not severely.

Key words Hezheng County； Climate； Variation characteristics

氣候作為人類賴以生存的自然環(huán)境的重要組成部分，它的任何變化均會對自然生態(tài)系統(tǒng)以及社會經(jīng)濟系統(tǒng)產(chǎn)生深遠的影響。人類活動對地球氣候的影響日益顯著，氣候改變也反過來影響著社會的發(fā)展。受氣候變暖影響，極端天氣氣候事件頻繁發(fā)生，人們以往所認識的天氣特點和氣候規(guī)律被突破，對人類防范氣象災(zāi)害和應(yīng)對氣候變化提出了更加嚴峻的挑戰(zhàn)[1]。氣候變化問題已成為各國政府和科學界乃至普通民眾普遍關(guān)心的問題，受到越來越多的關(guān)注[2]。第4次IPCC評估報告指出近100年全球平均地表氣溫上升了0.74 ℃，而過去50年升溫率幾乎是過去100年的2倍[3]。施雅風等研究指出我國西北氣候可能從20世紀的暖干向暖濕轉(zhuǎn)型[4-5]，西北地區(qū)西部降水量增多，呈暖濕趨勢；東部降水量減少，呈暖干趨勢[6]。近幾年來氣象科技人員對小區(qū)域氣候也進行了大量的研究，結(jié)果表明氣溫均呈明顯升高趨勢，但降水量變化趨勢不同地域間存在明顯差異[7-10]。和政縣大部分地方屬于雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，因此研究和政縣氣候變化趨勢，對調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、開展氣象為農(nóng)服務(wù)、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和開發(fā)利用氣候資源具有一定的參考意義。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

和政縣位于甘肅省臨夏回族自治州南部（35°07′～35°32′N、103°05′～103°30′E），總面積960 km2，占臨夏州總面積的12%。地處青藏高原和西北黃土高原的過渡地帶，地勢南高北低，境內(nèi)溝壑縱橫，山多川少，屬于高寒陰濕區(qū)。生態(tài)資源豐富，全縣森林覆蓋率為30.56%，植被覆蓋率為95%以上。松鳴巖國家森林公園位于縣城以南25 km處的太子山林區(qū)。

1.2 資料與方法

利用和政縣1961～2013年氣象觀測資料，選取氣溫、降水、蒸發(fā)量作為研究對象。計算距平值時采用的歷年平均值為1961～2013年算術(shù)平均值。四季劃分為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～次年2月）。蒸發(fā)量為口緣20 cm、深10 cm、距地面70 cm的小型蒸發(fā)器所測得的數(shù)據(jù)。采用相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗法、線性傾向估計法、5年滑動平均值法[11]及年代際比較法，分析近53年和政縣氣溫、降水、蒸發(fā)量隨時間的演變特征。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫的變化特征

2.1.1 年變化。由圖1可見，近53年和政縣年平均氣溫呈明顯的升高趨勢，平均增溫速率為0.291 ℃/10a。氣溫隨時間的變化呈顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R為0.715 9，通過了α=0.001的顯著性水平檢驗。1961～1986年和政縣處于絕對寒冷期，在近26 年的時間內(nèi)，除1963年平均氣溫與歷年平均值持平外，其余時間全部在負距平范圍內(nèi)波動，年平均氣溫最低值就出現(xiàn)在這一時段的1967和1976年，為4.3 ℃；1987～1996年出現(xiàn)升溫跡象，但年平均氣溫在歷年平均值附近波動，其中有6年繼續(xù)保持負距平；從1997年開始升溫幅度顯著增大，進入偏暖期；1998年出現(xiàn)歷史最大值，為6.9 ℃，比歷年平均值偏高1.3 ℃，最大值出現(xiàn)時間明顯早于甘肅省（2006年）[12]；其后基本在正距平范圍內(nèi)呈波動下降趨勢，但不顯著。1997～2013年17 年間僅2012年偏低歷年平均值0.1 ℃，其余16年氣溫保持偏高態(tài)勢，偏高幅度在0.1～1.3 ℃，偏高1.0 ℃以上的有5年，分別出現(xiàn)在1998、1999、2002、2006和2013年。從5年滑動平均可以看出，近53年和政縣年平均氣溫呈波動上升趨勢，其中20世紀60～90年代中期增溫幅度小，趨勢比較平緩；90年代后期增溫劇烈，增溫效果異常顯著；近53年共有5次明顯的波動，分別在1964、1973、1980、1989和2000年達到波峰，在1969、1976、1984、1994和2010年達到波谷。

2.1.2 季變化。經(jīng)分析，近53年和政縣四季平均氣溫均呈上升趨勢，氣溫隨時間的變化為顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R分別為0.402 9、0.576 1、0.599 8、0.557 3，除春季顯著性水平通過α=0.005檢驗外，其余三季顯著性水平均超過了α=0.001。四季平均氣溫的線性氣候趨勢率分別為0.199、0.263、0.284、0.415 ℃/10 a，其中冬季平均氣溫上升速度最快，與寧惠芳等的研究結(jié)論一致[12-14]。其次是秋季和夏季，春季氣溫升高的速度最慢，與甘肅省的變化趨勢不一致[12]。冬季對和政縣氣候變暖貢獻最大。四季進入偏暖期的時間不同步，春季和夏季為20世紀90年代中期，秋季和冬季為80年代中期。

2.1.2.1 春季。春季平均氣溫為6.8 ℃。1961～1969年冷暖年份交替出現(xiàn)，最冷年份是1962年，偏低歷年平均值0.9 ℃，最暖年份是1964年，偏高歷年平均值1.0 ℃。1970～1996年屬于明顯的偏冷期，有16年氣溫為負距平；明顯偏冷的有6年，距平值在-1.1～-1.6 ℃；偏低歷年平均值1.6 ℃的冷春年出現(xiàn)在1970年；氣溫距平為正值的僅有10年，且距平值僅在0.1～0.5 ℃。1997～2013年屬于明顯偏暖期，有15年氣溫為正距平；明顯偏暖的有5年，距平值在1.1～1.9 ℃。偏高歷年平均值1.9 ℃的暖春年出現(xiàn)在2013年，與年平均氣溫最高值出現(xiàn)時間不一致；氣溫為負距平的僅有2年，距平值在-0.1～-0.2 ℃。

2.1.2.2 夏季。夏季平均氣溫為15.7 ℃。1961～1993年屬于偏涼期，有26年氣溫為負距平；比較偏涼的有17年，距平值在-0.5～-1.0 ℃，明顯偏涼的是1976年，偏低歷年平均值1.7 ℃；氣溫為正距平的僅有7年 ，距平值在0.1～1.0 ℃，其中1961和1991年為較熱年份，分別比歷年平均值偏高0.8和1.0 ℃。1994～2013年進入偏熱期，有17年氣溫距平為正值；明顯偏熱的有4年，距平值在1.1～1.5 ℃；比歷年平均值偏高1.5 ℃的最熱年出現(xiàn)在2006年，與甘肅省年平均氣溫歷史最高值出現(xiàn)時間一致[12]；氣溫為負距平的僅有2年，距平值在-0.2～-0.5 ℃。

2.1.2.3

秋季。秋季平均氣溫為5.8 ℃。1961～1986年屬于偏涼期，氣溫為負距平的有20年；明顯偏涼的有5年，距平值在-1.1～-1.5 ℃；比歷年平均值偏低1.5 ℃的最涼年出現(xiàn)在1966年；氣溫距平為正值的僅有5年，距平值在0.2～0.7 ℃。1987～2013年屬于偏熱期，有21年氣溫為正距平，明顯偏熱的有6年，距平值在1.0～1.6 ℃；比歷年平均值偏高1.6 ℃的最熱年出現(xiàn)在1998年，與年平均氣溫極值出現(xiàn)時間同步；氣溫距平為負值的僅有5年，距平值在-0.1～-0.6 ℃。

2.1.2.4 冬季。冬季平均氣溫為-6.1 ℃。1961～1985年屬于絕對寒冷期，有20年氣溫為負距平；明顯偏冷的有5年，距平值在-1.2～-1.6 ℃；異常寒冷的有4年，距平值在-2.0～-2.3 ℃；比歷年平均值偏低2.3 ℃的特冷年分別出現(xiàn)在1967和1976年，與年平均氣溫最低值出現(xiàn)時間同步；氣溫為正距平的僅有3年，其中1978年明顯偏暖，偏高歷年平均值1.5 ℃。1986～2013年屬于偏暖期，有21年氣溫為正距平，明顯偏暖的有11年，距平值在1.0～2.2 ℃；其中1986和1998年為特暖年份，分別比歷年平均值偏高2. 1和2.2 ℃；氣溫距平為負值的有7 年，距平值在-0.2～-1.2 ℃，比歷年平均值偏低1.2 ℃的冷冬年出現(xiàn)在2007年。

2.1.3

年代際變化。從表1可以看出，和政縣20世紀60～80年代處于寒冷期，季、年氣溫距平全部為負值；春季的最冷期在80年代，夏季在70年代，秋季和冬季則在60年代，其中冬季平均氣溫偏低歷年值0.91 ℃，偏冷現(xiàn)象異常突出；夏季、秋季和冬季對60～70年代寒冷期的貢獻最大；春季則對80年代寒冷期貢獻最大；增溫始于20世紀90年代，進入21世紀增溫幅度加大，增溫效果更明顯。2001～2010年平均氣溫距平值達0.66 ℃，四季中冬季增溫最明顯，距平值達0.93 ℃；2011～2013年春季和夏季增溫現(xiàn)象異常顯著，但時間序列太短，代表性不強。

2.2 降水量的變化特征

2.2.1 年變化。近53年和政縣降水量無明顯的線性變化，總體呈正常略少的趨勢，與張高斌等的研究結(jié)論一致[9-10，12，15]。由圖2可見，20世紀60年代降水量呈波動減少，且年際間降水變率較大，其后小幅增加至70年代中期，70年代后期～90年代中期基本在負距平范圍內(nèi)呈波動減少趨勢，90年代后期開始緩慢增多，最多降水量出現(xiàn)在2007年，偏多歷年平均值200.7 mm，其后又開始逐年減少。大旱大澇年主要集中在20世紀60年代中期和70年代末期。1964年降水量為922.8 mm，1965年降至486.2 mm， 1966年又從514.0 mm猛升至1967年的934.1 mm，出現(xiàn)了53年的最大值，偏多歷年平均值324.1 mm；1979年降水量為840.8 mm，1980年又出現(xiàn)歷史最小值，年降水量為408.0 mm，偏少歷年平均值202.0 mm。53年間降水量偏多的年份僅有8年，偏少年份僅有4年，其余41年均在正常偏少的范圍內(nèi)波動。從5年滑動平均可以看出，年降水量整體在平均值附近波動，20世紀80年代至21世紀初波動在平均值以下；近53年明顯的波動共有3次，分別在1965、1977和2005年達到波峰，在1970、1996和2011年達到波谷。

（4）在氣溫明顯上升、降水量保持正常略少情況下，蒸發(fā)量呈明顯減少趨勢，干旱指數(shù)小幅下降，說明和政縣干濕狀況基本穩(wěn)定，氣候沒有出現(xiàn)明顯的暖干化趨勢。

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